Spritzgießwerkzeug

Gleitführung des Spritzgusswerkzeugs einer Spritzgießmaschine

Ein Spritzgießwerkzeug (auch Spritzgusswerkzeug) ist ein Werkzeug aus mehreren Baugruppen und verschiedenen Einzelteilen, vorwiegend aus Stahl, das zur Herstellung großer Stückzahlen von Kunststoffteilen dient. Ein Spritzgießwerkzeug kann über eine oder zwei Trennebenen und mehrere Kavitäten mit Formkernen pro Trennebene verfügen, das heißt es können mehrere Kunststoffteile gleichzeitig in einer Form produziert werden. Werkzeuge mit zwei Trennebenen verfügen oft über einen zweiseitigen Steilgewindetrieb, der das schnelle, parallele Öffnen und Schließen der beiden Formebenen ermöglicht.

Blick in offene Trennebene eines Spritzgusswerkzeugs

Standard-Zweiplattenspritzgusswerkzeug. Familien-Werkzeug zum Spritzen von fünf verschiedenen Teilen in einem Zyklus

Weitere Grundbestandteile von Spritzgießwerkzeugen sind:

1. Aufspannplatten zur Aufspannung des Werkzeugs auf die Spritzgießmaschine
2. Anguss
3. Kühlkreislauf
4. Auswerfereinheit

Der Kunststoff wird mittels des Zylinders der Spritzgussmaschine mit hohem Druck durch die Angussbuchse in die Kavität eingespritzt. Die so eingebrachte Wärme muss über den Kühlkreislauf schnell und gleichmäßig abgeführt werden, um hohe Formteilqualität und kurze Abkühlzeiten zu ermöglichen. Die Entformung erfolgt durch so genannte Auswerfer, wobei zur Entnahme der Formteile Entnahmeroboter eingesetzt werden können. Beim Einspritzen kann Luft, die vor der einströmenden Schmelze verdrängt wird, am Fließwegende zu Verbrennungen ("Dieseleffekt") des Materials führen. Deshalb werden Entlüftungen vorgesehen, welche über entsprechende Spaltmaße an Auswerferstiften oder der Trennebene realisiert werden können.

Die Dauer eines Zyklus (Zeit zwischen zwei Entformungen) ist abhängig von Werkstückgröße und Kühldauer. Die Standzeit der Spritzgussform hängt von verschiedenen Parametern des Spritzzyklus wie beispielsweise Temperatur und Temperaturdifferenzen oder dem Einspritzdruck sowie dem verwendeten Material ab.

Man unterscheidet unter anderem zwischen Kaltkanal- und Heißkanalwerkzeugen. Bei Kaltkanalsystemen härtet der Kunststoff im Anguss aus und wird nach dem Auswerfen des Formteiles abgetrennt. Heißkanalsysteme können über so genannte Nadelverschlusssysteme verfügen, bei dem die Einspritzdüse direkt nach dem Nachdrücken durch eine Verschlussnadel geschlossen wird.

Weitere Bauformen von Spritzgießformen:

1. Dreiplattenwerkzeug
2. Isolierkanalwerkzeug
3. Etagenwerkzeug

Der Formenbau zählt zur Kategorie Werkzeugbau und ist ein hoch spezialisierter Teilbereich des Maschinenbaus, der sich unter anderem mit der Fertigung von Spitzgießwerkzeugen beschäftigt.

Literatur

• Konstruktionsbeispiele für den Werkzeug- und Formenbau beim Spritzgießen
• Peter Unger: "Der Spritzgießwerkzeugbau in 130 Beispielen". Carl Hanser Verlag, München 2006 (6. Aufl.). ISBN 3-446-40389-2
• Thomas Munch, Dr B. Lantz: "Konsequente Optimierung des Spritzgiessverfahrens". Ein SGP-Handbuch. 2009. ISBN 978-3837070811